《玉米穗行數的遺傳學基礎研究》是依託中國農業大學，由李建生擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：玉米穗行數的遺傳學基礎研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：李建生
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
穗行數是玉米重要的產量性狀之一。本項目以6行自交系組建的連鎖群體、大芻草漸滲系群體和玉米關聯群體為材料，採用連鎖與關聯分析相結合的方法，解析玉米穗行數的遺傳基礎。首先，利用高密度SNP標記構建的Bin遺傳圖譜，定位玉米穗行數QTL，評價定位QTL的遺傳效應和作用方式，並利用近等基因系研究不同QTL/基因的互作效應。同時，在對含500份玉米自交系的關聯群體進行多年多點表型鑑定的基礎上，利用已開發的50-100萬SNP標記開展玉米穗行數的全基因組關聯分析，挖掘與玉米穗行數變異關聯的位點，剖析玉米穗行數的遺傳結構。在以上研究的基礎上，精細定位穗行數的主效QTL，利用生物信息學的方法搜尋、注釋、提取候選基因，最終分離克隆控制玉米穗行數的QTL/基因，進一步採用重測序、表達分析、玉米MU突變體功能互補等手段驗證候選基因的功能，挖掘有利等位基因，開發可用於分子育種的功能標記，闡明玉米穗行數的遺傳基礎。
結題摘要
玉米是我國最主要的糧食作物，穗行數是玉米產量的重要構成因子之一，解析玉米穗行數建成的遺傳基礎對於進一步提高玉米產量具有重要意義。本項目分別以6行自交系組建的連鎖群體、玉米大芻草漸滲系群體和玉米關聯群體為材料，採用連鎖與關聯分析相結合的方法，定位了17個控制穗行數的QTL，發現少量主效和微效QTL是玉米穗行數建成的重要遺傳基礎。在此基礎上，分別對3個控制穗行數的主效QTL進行精細定位，其中，qKRN2和qKRN4-2被分別精細定位到6.8kb和0.87Mb的區間。通過序列分析發現，編碼WD40重複蛋白（KRN2）和SBP轉錄因子（UB3）分別為qKRN2和qKRN4-2的候選基因。KRN2在玉米雌穗分生組織最高表達，對玉米穗行數的形成起負調控作用。敲除KRN2，玉米雌穗分生組織增大，穗行數顯著增多，粒重不變，可提高玉米產量，在玉米產量遺傳改良上具有一定的套用潛力。選擇馴化分析表明KRN2在玉米馴化過程中受到強烈的選擇。互作分析表明KRN2和KRN4-2具有微弱的互作效應。這些研究結果為闡明玉米穗行數建成的遺傳學基礎奠定了基礎，並為玉米產量的遺傳改良提供了理論基礎和材料支撐。相關結果發表了1篇SCI論文，申請了1項發明專利。培養博士研究生3人。預計本項目獲得的上述研究結果將發表SCI論文2-3篇。
